3.3 시뮬레이션 모델
3.3.3 보관/픽업 모델
가 발생한다. 입고작업인 경우 장비를 선택하고, 입고작업 객체, 즉 화물을 가 지고 이동하여 보관장소의 좌표를 탐색하고 보관장소까지 이동하게 된다. 이 때 화물의 형태와 종류에 따라 장비 선택이 달라질 수 있다. 또한 자동화 장 비가 아닌 인력이 필요한 포크리프트, 카트, 수동 컨베이어와 같은 장비가 사 용될 경우도 인력이 필요하게 된다.
적재 포인트는 보관창고의 기본 레이아웃에서 처리 가능한 물량을 기준으로 설정한다. 창고의 평면도가 가령 다음의 Fig. 13와 같다면 창고에서 저장 랙의 block은 3개이며 각 block 당 Sigle Deep의 5연 형태의 랙들이 있다고 할 수 있다.
Fig. 13 블록별 적재 포인트
또한 각 블록의 한 열(row)에서 표준 팔레트 2개가 적재 가능한 3단, 5련의 Single Deep 랙이 Fig. 6과 같이 있다면 포인트는 3×10개의 적재 포인트가 된 다.
Fig. 14 블록 내 1열의 적재 포인트
이와 같은 형태에서 가령 B2-3-3와 같은 적재 포인트가 있다고 하자. 다음 의 Fig. 15과 같이 음영으로 표시된 위치가 B2-3-3의 적재 포인트가 된다.
Fig. 15 적재 포인트 예시
이 때 적재 포인트로 이동 거리를 산출하기 위한 통로의 설정이 필요하다.
통로는 기본적으로 네트워크의 형식을 취하게 되며 Fig. 13의 예시와 같은 창 고라면 통로는 Fig. 16과 같이 점과 선을 연결한 형태가 된다.
Fig. 16 보관창고의 작업지점, 교차점, 네트워크 예시
이송 장비의 이동 네트워크 교차점은 Fig 16의 선과 점으로 표시된 지점들 로 이 교차점들 간에 네트워크로 연결한다. 교차점은 이동 포인트가 되며 네 트워크는 이동 경로가 되는데 장비의 속성에 따라 이동 시간과 작업 시간을 다르게 지정하여 장비들의 차이를 구분한다. 여기서 작업지점과 교차점의 차 이가 발생하는데 작업지점에는 속성을 할당하여 적재 장비가 작업을 하는 포 인트가 되도록 한다. 교차점은 단순히 이동 경로를 연결시키기 위한 역할 뿐 만 아니라 창고의 출입구 레이아웃에 따라서 입구와 출구의 속성을 부과할 수 있다. Fig 8과 같은 경우는 단순히 창고의 출입구가 하나로 통일된 형태이지만 출입구가 분리되어 있다면 각각의 교차점에 다른 속성을 부여하도록 한다.
시뮬레이션 Tool 마다 차이가 있을 수 있지만 이와 같은 형태로 적재 포인 트, 작업지점, 교차점, 네트워크는 Table. 15와 같이 변수 또는 모듈을 할당함 으로써 표현할 수 있다.
구분 변수명 Index
적재 포인트
Stations_B_R_T_P
Block 1~B
Row 1~R
Tier 1~T
Pallette 0, 1
속성 aCurrentSation
aClass_A, B, C
작업지점 Intersections_A_R Aisle 1~A
Row 1~R
교차점 Intersections Intersections_2_67)
네트워크 Network Network_11_to_AR
Table. 15 보관창고 좌표 설정 변수
자동화 이송 장비는 보관창고의 통로 네트워크를 따라 작업 지점으로 이동 하여 적재 포인트에서 상 ․ 하역 작업을 하게 된다. 가령 이송 장비가 출입구 에서 출발하여 Fig. 15의 음영으로 표시된 적재포인트인 B2-3-3으로 이동한다 면 Fig. 17 와 같은 지점과 네트워크를 지나며 출입구인 Intersections_2_6에서 출발하여 적재 포인트인 Stations_2_2_3_0 으로 네트워크와 지점들을 거쳐 이 동 한 다음 적재 포인트에 도달 후 반대 경로를 거쳐 출입구인 Intersections_2_6로 돌아오게 된다.
Intersections_2_6 → Network_16_to_26 → Intersections_1_6 → Network_15_to_16 → Intersections_1_5 → Network_14_15 → Intersections_1_4 → Network_13_14 → Intersections_1_3 → Network_12_13 → Intersections_1_2 → Stations_2_2_3_0 → Intersections_1_2 → Network_12_13 → Intersections_1_3 → Network_13_14 → Intersections_1_4 → Network_14_15 → Intersections_1_5 → Network_15_to_16 → Intersections_1_6 → Network_16_to_26 → Intersections_2_6
7) Fig 8의 예시에 해당하는 인덱스
Fig. 17 적재 포인트의 이동 예시
적재 포인트 할당은 선입선출로 가까운 위치부터 차례대로 할당하도록 한다.
입고작업의 경우 출입구와 가까운 위치의 빈 공간부터 채워나가며 출고작업의 경우 출입구와 가까운 위치의 목표 화물부터 출고하도록 한다.
Fig. 18의 모델과 같이 팔레트 화물과 팔레트 화물이 아닌 경우를 구분하고 장비를 선택한다. 이후 장비의 가용상태를 확인 후 입고 또는 출고 작업을 실 시한다. 입고 작업의 경우 저장공간을 확인하고 저장공간이 없는 경우 대기를 하고 저장공간이 있는 경우 장비를 점유한 후 보관위치로 이동한다. 작업이 완료되면 입고작업을 삭제하고 장비를 유휴상태로 바로 전환한다. 적재 포인 트가 할당되어 있으므로 이 상태에서 출고 작업이 있을 경우 바로 이 장비를 선택할 수 있다. 이러한 방식으로 인해 더블사이클링이 가능해진다. 출고 작업 은 화물의 존재 여부를 확인 후 존재하지 않으면 대기한다. 출고 화물이 존재 하면 장비를 점유한 후 보관위치로 이동 후 화물을 싣고 출구로 이동한다. 이 송장비를 유휴상태로 전환하고 이와 동시에 분류장비를 선택한다.
Fig. 18 이송장비 모델
￭ 입력 파라메터
1) 장비 수량 : 장비의 수량은 각 시나리오에 적용된 장비에 따라 장비의 수를 변화시키며 변화를 살펴본다. 장비의 대수를 변화시키나 창고의 규모와 랙, 블록 개수 등에 따라 장비를 다르게 투입하도록 한다.
2) 장비 속성
- 장비 이동 속도 : 장비의 이동시간은 업체마다 차이가 있으며 제품과 모델마다 차이가 존재한다. 따라서 본 연구에서는 현재 여기서는 일 반적인 이송 및 적재 장비의 수평 방향의 이동 시간과 수직 방향의 이동 시간을 고려하도록 한다. AGV와 같은 이송장비의 경우는 수평 이동시간만 존재할 수 있지만 스태커 크레인이나 천정무인 운반설비 의 경우는 수평 이동시간과 수직 이동시간이 동시에 필요하다. 각 장 비별 수평 및 수직 이동속도는 삼각분포를 따르도록 가정 하며 다음 의 Table. 16의 속도 데이터를 가정으로 실험 모형에 반영하도록 한 다.
단위 : m/분
장비 수평 이동속도 수직 이동속도
Min Max Avg Min Max Avg
스태커 크레인 20 200 80 4 80 30
천정무인운반설비 20 240 120 5 70 35
하역가능 AGV 10 60 20 - -
-컨베이어 시스템 40 100 60 - -
-Table. 16 자동화 장비의 이동속도
- 장비 작업 시간 : 장비의 작업 처리시간은 장비의 이동시간을 제외하 고 작업을 처리하는 시간을 나타낸다. 바코드의 경우 바코드의 인식, 출력, 부 착 등과 같은 작업 처리 시간의 총 시간을 나타내며 스태커 크레인과 천정무 인운반설비는 상·하역 시간을 나타낸다.
단위 : 초
장비 작업시간
Min Max Avg
바코드 시스템 5 20 10
스태커 크레인 45 120 70
AGV 20 60 40
Table. 17 자동화 장비의 작업 1회 처리 시간
4) 작업자 : 부분자동화 시나리오의 경우 반자동 장비에 할당되는 작업자 의 수를 설정한다. 무인자동화의 경우에도 무인자동화 장비를 운용하는 인원이 필요하나 이는 모델에 적용되지는 않고 향후 인건비 등의 비용 에 국한하여 감안하도록 한다.
- 작업자 장비할당 - 작업자 수
- 수작업의 작업 처리시간 입력
5) 기타 : 하루 작업시간은 8시간으로 가정하고 시뮬레이션 기간은 총 30 일 동안으로 한다.